JPS58151199A

JPS58151199A - 環状空隙磁石装置

Info

Publication number: JPS58151199A
Application number: JP22405982A
Authority: JP
Inventors: エツケハルト・コルト
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1983-09-08
Also published as: DE3151530A1; JPH0477520B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、動作空隙内を大きなストロークで運動する可
動コイルと、軟鉄製の円柱形磁極と環状の永久磁石とを
有し、この永久磁石は円柱形磁極から間隔を置いて、動
作空隙を形成する上方極板と下方極板との間に設けられ
ている環状空隙磁石装置、例えば低音スピーカ（ウーノ
・−）用の環状空隙磁石装置に関する。

低音スピーカにおいては、例えば振動板を極めて柔軟に
懸吊することか要請される。その結果、ディスコイルが
磁石装置の動作空隙の主磁界を過ぎた後に、内部の漂遊
磁界によって更に内方へと移動させられ、殊にスピーカ
が過制御されると下方の極板につきあたってしまう。

ボイスコイルがこのように下方の極板に達するのを防ぐ
ために、従来は、スピーカの音響品質を良くするのに望
ましい値よシも硬く振動板およびボイスコイルを懸吊せ
ざるを得なかった。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の環状空隙磁石装置
を、振動板およびディスコイルを極めて柔軟に懸吊して
、仮りにスピーカが過制御された場合でも、ディスコイ
ルが下方の極板に達しないように構成することにある。

この目的は本発明によれば次のようにして解決される。

即ち、少なくとも上方極板の厚さに相応する距離分、上
方極板から離れて、磁極の下部領域を、動作空隙の軸線
方向延長線上で取囲む制動空・隙を下方極板中または下
方極板に近接して設け、更に下方極板中の制動空隙の下
端部領域に次のような大きさの磁気抵抗を設ける、即ち
制動空隙中を通過する磁束と制動空隙上方を通過する漂
遊磁束とが、いずれも動作空隙中の磁束ならびに動作空
隙の下方の漂遊磁束とは逆方向となシ、且つこれらの制
動空隙側の磁束の和が動作空隙下方の、これらとは逆方
向の漂遊磁束と少なくとも等しくなるような大きさの磁
気抵抗を設ける。

動作空隙の周囲の内部漂遊磁束に対して逆方向の、前記
の制動空隙中の磁束ならびに制動空隙の上方の漂遊磁束
によって、その大きさを容易に調整できる磁気反力が得
られ、スピーカを過制御した場合でも可動コイルが下方
極板に達することを避けられる。しかもその際振動板の
懸吊の柔軟性には無関係である。

磁気抵抗は、下方極板の横断面積を減らすことによシ形
成できる。しかしまた、下方極板と磁極との間に導磁性
の弱い連結部材を設けることによっても形成できる。

スピーカを所望の音響品質に容易に調整すえために、ま
六は経済性の点から、下方極板に隣接して軟鉄環を設け
、この軟鉄環が制動空隙の外周をその軸線方向の長さの
少なくとも一部に亘って形成するようにし、さらに軟鉄
環を環状永久磁石の内周面と導磁的に連結するとよい。

こうすれば制動空隙の深さ“および上方極板からの距離
を、種々の高さの軟鉄環を挿入することによって変化す
ることができる。

さらに制動空隙の軸線方向の長さの一部を環状永久磁石
によって形成してもよい。その場合永久磁石を２つの連
なった永久磁石から構成するとよく、そのうちの動作空
隙とは反対側の磁石の内周面が、制動空隙の外周の、軸
線方向の長さの少なくとも一部を形成するようにすると
有利である。

次に図示の本発明の有利な実施例を用いて、本発明の詳
細な説明、を行う。

第１図は、環状空隙を有する磁石装置１と円錐形振動板
２とフレーム２ａとを備えた低音スピーカを示す。振動
板には円筒体４ｂが固定連結されており、この円筒体に
ディスコイル４ａが設けられている。振動板２の下端と
フレーム２ａとの間にはダンパ２ｂが設けられている。

フレーム２ａは通常のように磁石装置に連結されている
。

環状磁石装置１は軟鉄から成る円柱形磁極５と、厚さＤ
の環状永久磁石６とを有しており、永久磁石は磁極５に
対し同心的に、環状で厚さｄ２の上方の極板（トッププ
レート）７と、下方の極板（ヨークプレート）８との間
に固定的に設けられている。磁極５と、磁極に対し同心
的に設けられた上方極板７の内周との間には動作空隙３
が形成されており、この動作空隙中にボイスコイル４ａ
がはいっている。

極５と下方極板８とは一体に構成されている。

しかし通常磁極５と極板８とは２つの別個の部材であり
、例えばねじやリベットなどで互いに固定連結されてい
る。この点を第１図で破線５ａによって示した。

ボイスコイル４ａは、磁石装置の動作空隙３中で相応の
ストロークで、例えば低音スピーカ（ウーハ−）では、
典型的な大きなストロークで運動する。

下方極板８の中に、または下方極板のところに磁極５を
動作空隙３の軸線方向延長線−ヒにおいて取囲む円筒形
で深さｄ３の制動４空隙９が設けられておシ゛、この制
動空隙にはぜイスコイルの下端部がはいれるようになっ
ている。

制動空隙９の開放端９ａは、いずれの実施例においても
上方極板７の下面から距離ｄ１のところに位置し、この
距離ｄ、は少なくと−も上方極板７の厚さｄ２に相当す
るものとし、これより大きい方が有利である。

下方極板８の上面より下に延在する制動空隙９によって
、制動空隙の下端部において下方極板の横断面積が減少
し、この減少した横断面が磁気抵抗１０ｅとして作用す
る。

第１図には、制動空隙９と磁気抵抗１０ｅとを通って発
生する磁束を破線で示した。下方極板８から磁極５へと
流れる磁束は、制動空隙９を通る主磁束１０ａに対する
磁気抵抗１０ｅに基づいて発生する。そして漂遊磁束１
０ｄは、制動空隙９の開放端９ａの上方を、下方極板８
のエツジおよび上面から磁極５へと流れる。制動空隙を
通る主磁束１０ａと漂遊磁束１０ｄとが制動磁束を形成
し、その和は、磁極５と上方極板７との間の内部漂遊磁
束１０Ｃ（動作空隙３の下方に生ずる）の大きさに少な
くとも等しく、大きいほど有利である。ディスコイル４
ａは磁石装置の内方には′いると、適当に励磁された場
合結局動作空隙３の磁界の外に完全に出てしまう。この
ときディスコイルは漂遊磁束ｌＯＣの磁界によって更に
内方へ駆動される。この漂遊磁束１０Ｃによる駆動力に
抗して、制動磁束の和１０ａおよび１−Ｏｃが作用する
。これによりディスコイル４ａは積極的に制動されるの
で、下方極板につきあたるのが防止される。

第２図以下に示す翅−の実施例については、単に環状磁
石装置のみ示した。その際同じまたは同じ作用をする部
材には、各々第１図の場合と同じ記号を付けた。従って
以下に述べる実施例では、第１図の実施例と異なる特徴
についてのみ説明する。

第２図の磁石装置では、下方の極板８の中心線の左側に
、材料節約のため、ないしは重量軽減のために、下方極
板下面に制動空隙９の外方に向って半径方向に段状部８
ａを設ける実施例が示されている。中心線の右側に、（
段状部を設けるために）下方極板が環状体８ｂと板８ｃ
とから成る実施例が示されている。板８ｃは、その厚さ
により磁気抵抗を定めており、中央部が磁極５に固定さ
れている。

第１図および第２図の実施例では、制動空隙９がその深
さ全体ｄ３に亘って下方極板８の中に入っているが、第
３ａ図の実施例では下方極板は制動空隙の深さｄ３の一
部しか形成していない。

下゛方極板８の上面には軟鉄環１２が設けられておもり
、軟鉄環１２の外周面は永久磁石６の内周面６ａに導磁
的に当接しており、軟鉄環の内周面は°、制動空隙を、
その深さの一部に亘って形成している。

同様に第３ｂ図の実施例でも軟鉄環１２が設けられてい
るが、この場合軟鉄環は、その内周面が制動空隙をその
深さｄ３３体に亘って形成するような高さにされている
。この場合軟鉄環１２は、下方極板８の相応の切欠き１
３に挿入されている。

第１図、第２図、第３ａ図、第３ｂ図の実施例と異なり
、第４図および第５図の実施例では、下方極板８が環状
に形成されており、下方極板と磁極５との間に軟鉄の橋
絡部は設けられていない。第４図の実施例では、下方極
板８の内周面と磁極５の外周面との間に所定の高さの環
状体１４が設けられており、この環状体を介して両部材
が互いに連結されている。環状体１４は非磁性１体、例
えば黄銅、アルミニウム、合成樹脂等から成る。第５１
図の実施例では、環状の下方極板８と磁極５とを、非磁
性体から成る板１５上に取付けることによシ、第４図の
実施例と同様の効果を得ている。第４図および第５図の
実施例では軟鉄の橋絡部を設けないの、で、全磁束が制
動空隙を通過する。

第６図の実施例では、環状永久磁石６が２つの各々厚さ
ＤｌないしＤ２を有する部分磁石環６ｂおよび６Ｃから
成り、これらを合わせた厚さは第１図の永久磁石６の厚
さＤに相当する。上方の部分磁石６ｂは、第１図の永久
磁石６の内径と同じ内径を有している。下方の部分磁石
６Ｃの内径は制動空隙９の外径に相当する。従って下方
の部分磁石６ｃはその伯周面で制動空隙９の外周面を形
成しており、制動空隙は下方極板８中に環状の溝９ｂの
分だけ延在している。この溝が下方極板の横断面積を低
下させており、横断面は磁′気抵抗を決定している。部
分磁石６ｂの厚さｄｌは、やはり上方極板７の下面から
制動空隙９の開放端９ａまでの間隔が動作空隙の深さつ
まりは上方極板の厚さ６２以上に々るように選定されて
いる。

この実施例の利点は、第３ａ図および第３ｂ図の実施例
と同様、制動空隙の高さが予め定められている場合に下
方極板の厚さを、第１図または第２図の実施例の場合よ
り僅かにすることができることにある。これにより磁石
装置の重量が軽減される。

第６図には、磁極５の左側に漂遊磁束が示されている。

この実施例では漂遊磁束の、磁極に向って流れる下部領
域１０ｄはほぼ半径方向に制動空隙９を通って流れる。

第３ｂ図の実施例の環状空隙磁石装置で、ｄ２＝８簡ｄＬ＝１４ｍｄ３＝１０団に選んで、音響センサを用いて高さ全体ｄ、　＋ｄ２＋
ｄ３　に亘っての磁束密度Ｂを測定した。その際制動空
隙の底部では有用な測定結果が得られないので、測定は
深さ３０ｍｔでの範囲に限ってのみ行なった。この測定
結果を第７図のグラフに示す。　　　　− 磁束は、横軸より上方では磁極から外へと流れ、横軸よ
り下方では磁極へ向って流れる。グラフから分かるよう
に上方極板７の厚さｄ２すなわち動作空隙３の深さに亘
っての磁束密度はほぼ一定である。高さｄ、すなわち上
方極板７の下面と制動空隙９の開放端９ａとの間では、
磁束密度は漂遊磁束１０Ｃのだめかなり急激に低下する
。そして磁束密度・は点Ｙにおいて、即ち上方極板７の
下面から９咽の距離の点で、値０になる。点Ｙからは漂
遊磁束１０ｄが作用する。

磁束密度はここで磁束が逆方向に向き再び上昇しはじめ
、はぼ制動空隙９の開放端９ａの領域で最大値に達する
。この最大値は、下方極板中の磁気抵抗の大きさに依存
する。それから磁束密度は制動空隙の測定した領域の深
さに亘ってほぼ一定に保たれる。磁束密度は第７図のグ
ラフではテスラ（、Ｔ）単位にした。

比較測定として従来形式の環状空隙磁石装置での、即ち
制動空隙を備えない磁石装置での磁束゛密度の測定を行
なった。この場合、動作空隙中の磁束密度は制動空隙を
備えた磁石装置の場合と同じである。動作空隙の下方で
はグラフに″破線で示す曲線に相応する磁束密度が測定
された。この曲線は低下の勾配が緩く、全範囲に亘って
横軸の上方にある。下方極板の上面の直前において、即
ち点Ｘにおいて、磁束密度はなおＮ、３　Ｔである。従
って従来の磁石装置ではボイスコイルの内方への運動を
制限する逆方向の磁界が形成されない。むしろ下方極板
８Ω上面にまで、７３？イスコイルの浸入運動を起こす
磁界が作用する。この磁界がスピーカの過制御の際にデ
ィスコイルが下方極板につきあたる原因となる。

これに対し本発明の環状空隙磁石装置では、スピーカが
過制御された場合でもディスコイルが下方極板に達しガ
い。ボイスコイルの浸入運動は、制動空隙の上部および
制動空隙内に発生される逆方向磁界によって制動される
ので制限される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の制動空隙を有する環状磁石装置を備
えたスピーカの一部を切欠して示すの実施例の縦断面図
、第３ａ図および第３ｂ図は、制動空隙の外周を形成す
るために軟鉄環を設ける、２つの異なる実施例の縦断面
図、第４図は、磁極と下方極板とが制動空隙の下部で非
磁性材料から成るスペーサリングによって互いに連結さ
れている実施例の縦断面図、第５図は磁極と下方極板と
が非磁性材料から成る板または円盤によって互いに固定
連結されている実施例の縦断面図、第６図は制動空隙が
その軸線方向の長さの一部に亘って、環状永久磁石によ
って形成されている実施例の縦断面図、第７図は本発明
の環状空隙磁石装置の高さに亘っての磁束密度の経過を
示すグラフ図である。

Claims

【特許請求の範囲】１　動作空隙内を大きなストロークで運動する可動コイ
ルと、軟鉄製の円柱形磁極と、環状の永久磁石とを有し
、該永久磁石は円柱形磁極から間隙を置いて、動作空隙
を形成する上方極板と、下方極板との間に設けられてい
る、環状空隙磁石装置において、少なくとも上方極板（
ｄｌ）の厚さくｄ２）に相応する距離分、上方極板（７
）から離れて、磁極（５）の下部領域を動作空隙（３）
の軸線方向延長線上で取囲む制動空隙（９）を、下方極
板（８）中または下方極板（８）に近接して設け、更に
下方極板中の制動空隙の下端部領域には、制動空隙（９
）中を通過する磁束（１０ａ）と制動空隙（９）上方を
通過する漂遊磁束（１０ｄ）とがいずれも動作空隙（３
）中の磁束（１０ｂ）ならびに動作中Ｎ（３）の下方の
漂遊磁束（ＩＯＣ）とは逆方向となり且つこれらの制動
空隙側の磁界の和が動作空隙（３）の下方の内部漂遊磁
束（１０ｃ）と少なくとも等しくなるような大きさの磁
気抵抗（１０ｅ）を設けることを特徴とする、環状空隙
磁石装置。２　磁気抵抗（１０ｅ）として、下方極板（８）の横断
面積を減らした特許請求の範囲第１項記載の環状空隙磁
石装置。３　磁気抵抗として、導磁性の弱い連結部材（１４，１
５）を下方極板（８）と磁極（５）〆との間に設けた特
許請求の範囲第１項記載の環状空隙磁石装置。４　制動空隙（９）の外周をその軸線方向の長さの一部
に亘って形成する軟鉄環（１２）を、下方極板（８）に
隣接して設け、該軟鉄環は永久磁石（６）の高さくＤ）
の一部に亘って軸線方向に延びており、該軟鉄環の外周
面は永久磁石の内周′面と導磁的に当接させた特許請求
の範囲第１項記載の環状空隙磁石装置。５、　制動空隙（９）の外周を、その軸線方向長の少な
くとも一部に亘って環状永久磁石（６）の内周面（６ｄ
）によって形成した特許請求の範囲第１項記載の環状空
隙磁石装置。６、環状永久磁石（６）を２つの重、ね合わせた環状磁
石（６ｂ、６ｃ）から構成し、このうち動作空隙（３）
とは反対側の磁石（６Ｃ）の内周面（６ｄ）が、制動空
隙の軸線方向長（ｄ３）の少なくとも一部に亘って制動
空隙の外周を形成するようにした特許請求の範囲第５項
記載の環状空隙磁石装置。